基于电控空气悬架的轿车平顺性控制-论文.pdf

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1、第41卷第2期拖拉机与农用运输车Vo1．41No．22014年4月Tractor&FarmTransporterApr．，2014基于电控空气悬架的轿车平顺性控制于志新，邓有为，张振，周彤(1．长春工业大学机电工程学院，长春130012；2．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130025)摘要：分析了空气弹簧的非线性刚度特性，建立了1／4车辆非线性模型。依据设定的弹簧目标刚度，制定了以50km／h和70knr／h为阈值的控制策略。通过在不同车速和路面条件下仿真，验证了调节空气悬架的刚度和阻尼可以起到降低车身加速度的均方根值等效果，使车

2、辆平顺性得到较好的控制。关键词：空气悬架；平顺性；控制策略；仿真中图分类号：U463．33文献标识码：B文章编号：1006—0006(2014)02-0057—04ControlforCarRideComfortBasedonElectronic·controlledAirSuspensionYUZhi—xin一，DENGYou—wei，ZHANGZhen，ZHOUTong(1．SchoolofMechatronicEngineering，ChangchunUniversityofTechnology，Changchun130012，Chin

3、a；2．StateKeyLaboratoryofAutomotiveSimulationandControl，JilinUniversity，Changchun130025，China)Abstract：Thenonlinearstiffnesscharacteristicsofairspringwereanalyzed，andaquartervehiclenonlinearmodelwasestablished．Thecontrolstrategywasestablishedthatthevelocitythresholdwas50and7

4、0km／honthebasisofthespringstiffness．Itwasverifiedthattherootmeansquareofbodyworkaccelerationetc．canbereducedviaadjustingthestiffnessanddampingofairsuspensionatdifferentspeedsandroadconditions．Itcanobtainbettervehicleridecomfort．Keywords：Airsuspension；Ridecomfort；Controlstra

5、tegy；Simulation如今汽车的行驶平顺性已越来越受到人们的关1．1振动微分方程注，新型的电控空气悬架系统(ECAS，Electronic—con—在1／4车辆悬架模型中，m为车身质量(簧载trolledAirSuspension)，可以将汽车振动控制到最低质量)，m为车轮质量(非簧载质量)，k为悬架刚水平，成为当前汽车研发的重要研究领域。ECAS能度，C为阻尼器阻尼系数，k为轮胎刚度，为车轮垂自动控制悬架的刚度和阻尼系数，根据汽车行驶工直位移坐标，z为车身垂直位移坐标，坐标原点为各况的变化改变悬架参数，能够最大限度地提高汽车个的平衡

6、位置，从而可得运动方程为的行驶平顺性和操纵稳定性。m22+c(2一1)+k(z2一1)=0(1)目前，国外大型商用车已基本装配空气悬架，部ml1+c(1一z2)+(z1一z2)+(z1一q)=0分高级轿车也逐渐开始应用空气悬架。我国对空(2)气悬架的研究较晚，大多产品还依赖于进口。因此，上面两式即为车身与车轮两个自由度振动系统研制开发适合我国的商用车空气悬架控制系统具有的线性振动微分方程。重要的工程实际意义。1．21／4车辆非线性模型1车辆非线性模型以非线性弹簧力F替代线性1／4车辆模型中的电控空气悬架1／4车辆振动简化模型最能够反弹簧刚度k

7、，从而建立非线性空气悬架模型见图1。映车辆振动特性，能反映直线行驶时因路面凹凸不将式(1)和式(2)中的刚度系数用非线性空气平引起的车身与车轮垂向振动，并能满足针对不平弹簧力替代即可得到如下方程式路面振动控制研究的基本要求。它是对整车四轮悬m22+c(2一z1)+F=0(3)架系统进行控制研究的基础J。m11+c(1一2)+F+k(zl—q)=0(4)收稿日期：2013-09-02·57·拖扎机j农川运输1第22014年4j车速选择路面状况联系紧密：路【fi『较好时选择高速行驶；路面较差则需要低速通行，即便在较好路面低速行驶，对车辆平顺性的影

8、响也很小。笔者选择50km／h和70kni／h作为阈值。如图2所示，当车速小于50klrv'h时，定义为低速行驶，此时对气弹簧放气达到预先没定的“软”状态；当车速大